(57)【要約】  コア部２１から支持部材２２にかけて配置される接続面すなわちスペーサ２４の表面２４ｅとコア部２１の裏面２１ｆとの間に局所的な空隙ＧＡを設けているので、コア部２１と支持部材２２との間に設けられた空隙ＧＡを利用してコア部２１を弾性的に歪み変形させることができ、固定部材２３による締め付け状態を利用してコア部２１の歪み量を調整できる。その際コア部２１は、歪み変形する方向と垂直な方向に関しては殆ど歪みを形成しないので、光学面転写面である光学面形成面５６ａ等の非点収差の方向や量を微調整することができる。つまり、コア部２１を再度作製することなく、光学面転写面である光学面形成面５６ａ等の非点収差の方向や量を事後的に調整することができる。
2011122201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子の光学面に対応する光学面転写面を先端に有するコア部と、
前記コア部を背後から支持する支持部材と、
前記コア部を前記支持部材に固定する固定部材と、を備え、
前記コア部から前記支持部材にかけて配置される接続面に局所的な空隙を設けたことを特徴とする成形金型。
【請求項２】
前記局所的な空隙は、前記接続面に設けた前記コア部の軸方向に関する段差によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の成形金型。
【請求項３】
前記固定部材の締め付けによって、前記コア部を変形させることを特徴とする請求項１に記載の成形金型。
【請求項４】
前記局所的な空隙は、前記コア部の軸を挟んで対称的に形成されることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の成形金型。
【請求項５】
前記局所的な空隙は、前記コア部の軸を挟んで非対称的に形成されることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の成形金型。
【請求項６】
前記コア部と前記支持部材との間に板状のスペーサを備え、
前記スペーサの一方の支持面のうち少なくとも一方に局所的な空隙を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の成形金型。
【請求項７】
光学素子の光学面に対応する光学面転写面を先端に有するコア部と、前記コア部を背後から支持する支持部材と、前記コア部を前記支持部材に固定する固定部材、を備える成形金型を用いた光学素子の製造方法であって、
前記コア部から前記支持部材にかけての接続面に局所的な空隙を設けるとともに、成形に際して前記空隙を利用して前記光学面転写面を変形させることを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項８】
前記固定部材の締め付けによって変形させた前記コア部を型板に固定することを特徴とする請求項７に記載の光学素子の製造方法。
【請求項９】
前記コア部及び前記固定部材を埋め込んだ型板を有する第１の金型と、前記第１の金型に対向する第２の金型と、を型締めすることによって型空間を形成する際に、前記光学面転写面を変形させることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の光学素子の製造方法。
【請求項１０】
前記コア部と前記支持部材との間に板状のスペーサを備え、
前記スペーサの一方の支持面のうち少なくとも一方に局所的な空隙を設けたことを特徴とする請求項７から請求項９までのいずれか一項に記載の光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置等に組み込まれる対物レンズその他の光学素子用の成形金型、及びかかる光学素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の成形金型として、円筒状のピンを楕円断面の凹部に陥入する動作によって、金型転写面に直接歪みを与え、このような歪みに基づいて形成される光学素子に非点収差を与えるものが存在する（特許文献１参照）。【０００３】
また、ガラス用の成形金型であるが、金型の表面に凸部を設け、この凸部によって加熱・加圧成形時に光学レンズに溝を一体的に形成することで、光学レンズに非点収差を与えるものが存在する（特許文献２参照）。【０００４】
その他、光学転写面を有するインサートやこのインサートに連接して配置されるスペーサを回転させたり、傾斜や軸非対称面を形成したスペーサを用いたりしてレンズの光学特性を制御するものも存在する（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３１４３２５号公報
【特許文献２】特開２０００−１１９０２７号公報
【特許文献３】特開２００４−２８４１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術は、非点収差を有する成形金型を製造する方法を開示するものであることから、一度形成した非点収差を補正又は修正することが困難であり、その対処法も明示されていない。例えば、特許文献１の方法で得た非点収差量が適正でない場合、再度条件に適合する金型を製造するまでに時間と労力とを要するものと考えられる。【０００７】
特許文献２の技術も、特許文献１の場合と同様に、一旦金型に形成した形状を補正することが困難であり、異なる非点収差にする必要がある場合、新たに異なる形状の凸部を有する金型を製造しなければならなくなる。また、この方法では、レンズの凹部を設けるためのスペースが必要になるため、レンズの径を大きくする必要がある。【０００８】
特許文献３の技術は、インサートの回転によって光学面を回転させることが前提となっており、インサートの光学素子面の曲率等を変化させることができない。つまり、片側のインサートを回転することにより、非点収差の方向を調整できても、非点収差量を調整することはできない。【０００９】
そこで、本発明は、非点収差量の調整が可能な成形金型及び光学素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る成形金型は、光学素子の光学面に対応する光学面転写面を先端に有するコア部と、コア部を背後から支持する支持部材と、コア部を支持部材に固定する固定部材と、を備え、コア部から支持部材にかけて配置される接続面に局所的な空隙を設けたことを特徴とする。【００１１】
上記成形金型では、コア部から支持部材にかけて配置される接続面に局所的な空隙を設けているので、コア部と支持部材との間に設けられた空隙を利用してコア部を弾性的に歪み変形させることができ、固定部材による締め付け状態等を利用してコア部の弾性的な歪み量又は撓み量を調整できるので、光学面転写面の非点収差の方向や量を微調整することができる。つまり、コア部を再度作製することなく、光学面転写面の非点収差の方向や量を事後的に調整することができる。【００１２】
本発明の具体的な態様又は観点では、上記成形金型において、局所的な空隙が、接続面に設けたコア部の軸方向に関する段差によって形成される。この場合、段差の高低差を利用して空隙を確保することができ、空隙の形成が容易になる。【００１３】
本発明の別の態様では、固定部材の締め付けによって、コア部を変形させる。この場合、締め付け力の調整によって、光学面転写面の非点収差量を簡易に微調整することができる。【００１４】
本発明のさらに別の態様では、局所的な空隙が、コア部の軸を挟んで対称的に形成される。この場合、コア部は、弾性的に歪み変形する方向と垂直な方向に関しては殆ど歪みが発生しない、つまり傾きが生じないため非点収差量の調整に伴うコマ収差の変化を抑えることができる。【００１５】
本発明のさらに別の態様では、局所的な空隙が、コア部の軸を挟んで非対称的に形成される。この場合、非点収差量のみならずコマ収差の調整が可能になる。【００１６】
本発明のさらに別の態様では、表面の段差が、接続面を有する部材の表面に局所的に成膜された薄膜によって形成される。この場合、膜の微小な厚み差を利用してコア部や光学面転写面に微小な歪みや湾曲を与えることができる。【００１７】
本発明のさらに別の態様では、コア部と支持部材との間に板状のスペーサを備え、スペーサの一方の支持面のうち少なくとも一方に局所的な空隙を設けた。この場合、スペーサの回転や交換によっても非点収差の方向や量を適宜調整することができる。【００１８】
本発明に係る光学素子の製造方法は、光学素子の光学面に対応する光学面転写面を先端に有するコア部と、コア部を背後から支持する支持部材と、前記コア部を前記支持部材に固定する固定部材、を備える成形金型を用いた光学素子の製造方法であって、コア部から支持部材にかけての接続面に局所的な空隙を設けるとともに、成形に際して空隙を利用して光学面転写面を変形させることを特徴とする。【００１９】
上記製造方法では、コア部から支持部材にかけて配置される接続面に局所的な空隙を設け、成形に際して空隙を利用して光学面転写面を変形させるので、コア部の弾性的な歪み量又は撓み量を調整でき、光学面転写面の非点収差の方向や量を微調整することができる。つまり、コア部を再度作製することなく、光学面転写面の非点収差の方向や量を事後的に調整することができる。【００２０】
本発明の具体的な観点では、上記光学素子の製造方法において、固定部材の締め付けによって変形させたコア部を型板に固定する。この場合、固定部材による締め付け状態を利用してコア部の弾性的な歪み量を調整できる。【００２１】
本発明の別の観点では、コア部及び固定部材を埋め込んだ型板を有する第１の金型と、第１の金型に対向する第２の金型と、を型締めすることによって型空間を形成する際に、光学面転写面を変形させる。この場合、金型相互の型締め状態や空隙のサイズ等を利用してコア部の弾性的な歪み量を調整できる。【００２２】
本発明の具体的な観点では、上記光学素子の製造方法において、コア部と支持部材との間に板状のスペーサを備え、スペーサの一方の支持面のうち少なくとも一方に局所的な空隙を設けた。この場合、スペーサの回転や交換によっても非点収差の方向や量を適宜調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（Ａ）は、第１実施形態の成形金型の構造を説明する部分側断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の金型によって射出成形されるレンズの拡大側面図である。
【図２】（Ａ）は、コアユニットの分解断面図であり、（Ｂ）は、スペーサの正面図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、コアユニットの使用方法を説明する断面図である。
【図４】成形金型の型締め前の状態を説明する側方断面図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態の成形金型の変形例におけるスペーサを説明する平面図及び側方断面である。
【図６】第１実施形態の成形金型の変形例を説明する側方断面図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、第２実施形態の成形金型におけるコアユニットを説明する側方断面図である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は、第３実施形態の成形金型におけるコアユニットを説明する側方断面図である。
【図９】（Ａ）は、第４実施形態の成形金型におけるコアユニッを説明する側方断面図であり、（Ｂ）は、スペーサの正面図である。
【図１０】第５実施形態の成形金型を説明する側方断面図である。
【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）は、第５実施形態の成形金型の動作を説明する側方断面図である。
【図１２】（Ａ）及び（Ｂ）は、スペーサの変形例を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る成形金型と、これを用いた光学素子の製造方法とについて、図面を参照しつつ説明する。
【００２５】
図１（Ａ）に示すように、成形金型４０は、固定金型（第１の金型）４１と可動金型（第２の金型）４２とで構成され、固定金型４１と可動金型４２は、パーティングラインＰＬを境として開閉可能になっている。固定金型４１と可動金型４２とに挟まれた空間であるキャビティＣＶは、成形品である光学素子としてのレンズＯＬ（図１（Ｂ）参照）の形状に対応するものとなっている。レンズＯＬは、プラスチック製で、光学的機能を有する光学的機能部としての中心部ＯＬａと、中心部ＯＬａから外径方向に延在する環状のフランジ部ＯＬｂとを備える。レンズＯＬは、光ピックアップ装置用の対物レンズであり、例えばＢＤ(Blu-ray disc)、ＤＶＤ(digital versatile disc)等用の波長を有する光束に対して、ＮＡ０．８５、ＮＡ０．７等を満たすレンズである。なお、レンズＯＬは、後に詳述する調整によって、例えば非点収差を極めて低減したものとできる。
【００２６】
固定金型４１は、コアユニット５１と、型板５３と、取付板５４とを備える。コアユニット５１は、キャビティＣＶを形成するため、可動金型４２のコアユニット６１に対向して配置される。型板５３は、コアユニット５１を周囲から保持する型部材であり、取付板５４は、コアユニット５１や型板５３を背後から一体的に支持する型部材である。
【００２７】
コアユニット５１の先端面には、キャビティＣＶを画成するため、光学面形成面５６ａとフランジ形成面５６ｂとが設けられている。光学面形成面５６ａは、比較的浅い凹面であり、レンズＯＬを構成する中心部ＯＬａの一方の光学面Ｓａを成形する転写面である。フランジ形成面５６ｂは、環状の平面であり、レンズＯＬを構成するフランジ部ＯＬｂの一方のフランジ面Ｆ１を成形する転写面である。なお、コアユニット５１は、後に詳述するが、コア部２１と、支持部材２２と、固定部材２３と、スペーサ２４とを有する。
【００２８】
その他、型板５３には、コアユニット５１を挿入支持する円柱状の貫通孔５７ａが形成されている。また、型板５３は、パーティングラインＰＬを形成する端面５３ａを有する。
【００２９】
可動金型４２は、コアユニット６１と、型板６３と、取付板６４とを備える。可動金型４２は、軸ＡＸに沿って移動可能になっており、固定金型４１に対して開閉動作する。可動金型４２において、コアユニット６１は、キャビティＣＶを形成するため、固定金型４１のコアユニット５１に対向して配置される。型板６３は、コアユニット６１を周囲から一体的に支持する型部材であり、取付板６４は、コアユニット６１や型板６３を背後から一体的に支持する型部材である。
【００３０】
コアユニット６１の先端面には、キャビティＣＶを画成するため、光学面形成面６６ａとフランジ形成面６６ｂとが設けられている。光学面形成面６６ａは、比較的深い凹面であり、レンズＯＬの中心部ＯＬａの一方の光学面Ｓｂを成形する転写面である。フランジ形成面６６ｂは、環状の平面であり、レンズＯＬのフランジ部ＯＬｂの他方のフランジ面Ｆ２を成形する転写面である。
【００３１】
その他、型板６３には、コアユニット６１を挿入支持する円柱状の貫通孔６７ａが形成されている。また、型板６３は、パーティングラインＰＬを形成する端面６３ａを有する。
【００３２】
図２（Ａ）は、コアユニット５１の分解断面図である。コアユニット５１は、紙面上端側すなわち図１に示すパーティングラインＰＬ側にコア部２１を有し、紙面下側すなわち型板５３側に支持部材２２を有し、コア部２１と支持部材２２との間にスペーサ２４を挟んだ構造を有する。そして、コア部２１は、支持部材２２に背後から挿入される固定部材２３によって、スペーサ２４を介して支持部材２２に固定可能になっている。
【００３３】
コア部２１は、軸ＡＸのまわりに対称な形状を有しており、円板状の本体部分２１ａと、円筒状の軸部分２１ｂとを有する。本体部分２１ａは、表面２１ｅとして、既に説明した光学面形成面５６ａとフランジ形成面５６ｂとを有する。本体部分２１ａは、環状の裏面２１ｆを有しており、裏面２１ｆは、コアユニット５１として組み立てた状態でスペーサ２４の表面２４ｅの一部と当接する接続面となっている。軸部分２１ｂは、中心に軸ＡＸに沿って延びるネジ穴２１ｃを有しており、後述する固定部材２３の先端に設けたネジ部２３ｂと螺合することで、コア部２１と固定部材２３とのねじ締めによる締結を可能にしている。
【００３４】
支持部材２２は、全体として筒状で、頂部２２ａと円筒部２２ｂとを有する。頂部２２ａに形成された貫通孔２２ｃは、コア部２１の軸部分２１ｂを通すことができるようになっており、軸部分２１ｂを軸ＡＸに垂直な方向に関して殆ど緩みなく保持することができる。頂部２２ａの表面２２ｅは、コアユニット５１として組み立てた状態でスペーサ２４の裏面２４ｆと当接する接続面となっている。頂部２２ａの裏面２２ｆは、コア部２１に締め付けられた状態の固定部材２３に設けたショルダ状の端面２９とワッシャ２７を挟持するように対向する。円筒部２２ｂに形成された貫通孔２２ｄは、固定部材２３を内部に収納することができるようになっている。円筒部２２ｂの裏面２２ｇは、コアユニット５１を固定金型４１に取り付ける際に、取付板５４に当接する部分となっている。なお、コアユニット５１の裏面２２ｇと取付板５４との間には、スペーサを挿入することもできる。
【００３５】
固定部材２３は、軸ＡＸのまわりに対称な形状を有しており、円柱状の本体部分２３ａと、ネジ部２３ｂと、ワッシャ２７とを有する。本体部分２３ａは、固定部材２３によってコア部２１を支持部材２２の先端に取り付ける際に、支持部材２２の貫通孔２２ｃ内に収納されて支持部材２２内に埋め込まれた状態となる。ネジ部２３ｂは、コア部２１を支持部材２２の先端に取り付ける際に、コア部２１のネジ穴２１ｃにねじ込まれる。固定部材２３は、コア部２１を支持部材２２に固定する。
【００３６】
スペーサ２４は、円板状の外形を有し、中央にコア部２１の軸部分２１ｂを通すための貫通孔２４ｃを有する。スペーサ２４の表面２４ｅの一部は、コアユニット５１として組み立てた状態でコア部２１の裏面２１ｆと当接する接続面となっている。また、スペーサ２４の裏面２４ｆは、コアユニット５１として組み立てた状態で支持部材２２の表面２２ｅと当接する接続面となっている。スペーサ２４は、均一な厚みの本体２４ａと、その表側の周辺領域Ａ１，Ａ２に局所的に形成された薄膜部３１，３２とを有する。薄膜部３１，３２が形成された周辺領域Ａ１，Ａ２は、図２（Ｂ）に示すように、軸ＡＸを挟んでＡＢ方向に関して対向しており弓形の輪郭を有する。つまり、両薄膜部３１，３２の表面３１ａ，３２ａは、スペーサ２４の表面２４ｅの一部を成しており、中央領域Ａ０の表面３０ａとの境界において、段差２４ｓが形成されている。両薄膜部３１，３２は、軸ＡＸを挟んで対称的に形成される。つまり、スペーサ２４の表面２４ｅとコア部２１の裏面２１ｆとの間に形成される空隙ＧＡ（図３（Ａ）参照）も、軸ＡＸを挟んで対称的に配置される。
【００３７】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を参照して、コアユニット５１の機能について説明する。図３（Ａ）に示すように、コア部２１に対する固定部材２３のねじ締め量が少ない場合、コア部２１と支持部材２２との間に挟まれたスペーサ２４に対する締め付け力が弱く、コア部２１の裏面２１ｆは、スペーサ２４の表面３１ａ，３２ａと密着し、スペーサ２４の裏面２４ｆは、支持部材２２の表面２２ｅと密着するのみである。ただし、スペーサ２４の表面２４ｅとコア部２１の裏面２１ｆとの間には、図２（Ｂ）に示す中央領域Ａ０の表面３０ａに対応する部分に局所的な空隙ＧＡが形成されている。一方、図３（Ｂ）に示すように、コア部２１に対する固定部材２３のねじ締め量が多くなった場合、コア部２１と支持部材２２との間に挟まれたスペーサ２４に対する締め付け力が極めて大きくなり、コア部２１の裏面２１ｆは、スペーサ２４の表面３１ａ，３２ａと密着するだけでなく、スペーサ２４の表面２４ｅに軸ＡＸを挟んでＡＢ方向に関して対向する領域に薄膜部３１，３２が形成されているので、軸ＡＸに近い中央側でスペーサ２４の表面３０ａに近づいて空隙ＧＡが狭くなる。この際、薄膜部３１，３２がＡＢ方向に関して対称に設けられているため、固定部材２３の締め付けによって、コア部２１の本体部分２１ａは、ＡＢ方向に関して弾性的に歪み変形するが、ＡＢ方向に垂直なＣＤ方向に関して殆ど歪みを形成しない。このように、互いに垂直な２方向でコア部２１の歪み量が異なるので、表面２１ｅすなわち光学面形成面５６ａに非点収差を発生させることができる。なお、コア部２１の表面２１ｅは、ＡＢ方向に垂直なＣＤ方向に関して殆ど曲率を有しないものとなる。例えばコア部２１の表面２１ｅの周辺側では、図３（Ｂ）に誇張して示すように、軸ＡＸに垂直な面に対して傾斜角度θだけ傾く。この結果、コア部２１の表面２１ｅに形成された光学面形成面５６ａに非点収差の要因となる変形を与えることができ、このような変形を固定部材２３のねじ締め量によって増減調整することができる。つまり、成形金型４０によって形成されるレンズＯＬの光学面Ｓａの非点収差量を調整することができる。この際、スペーサ２４をコア部２１に対して相対的に回転させることで、レンズＯＬの光学面Ｓａの非点収差の方向も調整することができる。
【００３８】
図４は、成形金型４０の型締め前の状態を説明する図である。固定金型４１のコアユニット５１は、図３（Ｂ）に対応する状態となっている。具体的には、固定金型４１に設けたコアユニット５１の表面２１ｅの外縁は、型板５３の端面５３ａと同一平面上にある。また、可動金型４２に設けたコアユニット６１の表面６１ｅの外縁も、型板６３の端面６３ａと同一平面上にある。つまり、型締めに際して、固定側のコアユニット５１の表面２１ｅと、可動側のコアユニット６１の表面６１ｅとが干渉することが回避されている。
【００３９】
以上の例では、スペーサ２４が単一であるとしたが、薄膜部３１，３２の厚みを変えたスペーサ２４を多数準備して交換することで、コア部２１の本体部分２１ａにさらに多様な弾性的な歪み変形又は撓みを与えることができ、非点収差の調整幅も広げ、調整精度を向上させることができる。
【００４０】
スペーサ２４の作製について説明すると、まず、ステンレス鋼等を加工することによって平坦度の高いスペーサ２４用の本体２４ａを準備し、スペーサ２４の表面のうち周辺領域Ａ１，Ａ２に対応する部分にのみ成膜を行って薄膜部３１，３２を形成する。ここで、薄膜部３１，３２を形成するための成膜材料としては、例えば金属、金属化合物、炭素薄膜等を用いることができる。成膜材料の金属として、例えばチタン、クロム等を用いることができる。また、成膜材料の金属化合物として、例えば窒化チタン、窒化クロム、酸化クロム等を用いることができる。これらの成膜材料によれば、適切な硬度を確保することができ、また所望の膜厚にするなど成膜作業を適切に行うことが出来る。さらに、成膜材料の炭素薄膜として、例えばダイヤモンド・ライク・カーボン等を用いることができる。以上の成膜は、真空蒸着、スパッタリング等のＰＶＤ法によって行うこともできるが、ＣＶＤ法によって行うこともできる。この際、中央領域Ａ０に対向してマスクを配置することで、周辺領域Ａ１，Ａ２にのみ成膜を行うことができる。薄膜部３１，３２の膜厚の制御は、例えばＰＶＤ法やＣＶＤ法による成膜時において、成膜時間の調整によって行う。ただし、単位時間当たりの成膜量を変えることによっても、薄膜部３１，３２の膜厚を調整することができる。
【００４１】
以下、図１の成形金型４０を用いた樹脂製品の製造方法について説明する。なお、図示を省略しているが、成形金型４０は、射出成形機に組み込まれて使用されるものであり、固定金型４１は、射出成形機の固定盤に固定され、可動金型４２は、射出成形機の可動盤に固定される。
【００４２】
金型温度調節機（不図示）により、固定金型４１と可動金型４２は成形に適する温度まで加熱されており、可動金型４２を支持する可動盤を固定金型４１を支持する固定盤に近接させて、固定金型４１と可動金型４２とが接触する型当たり位置まで移動させて型閉じを行うとともに、固定金型４１と可動金型４２とを必要な圧力で締め付ける型締めを行う。次に、射出装置（不図示）を動作させて、型締めされた固定金型４１と可動金型４２との間に形成される型空間であるキャビティＣＶ中に、必要な圧力で溶融樹脂を注入する射出が行われ、保圧工程を経て溶融樹脂が緩やかに冷却される。溶融樹脂が冷却されて十分硬化した段階で、可動金型４２を後退させる型開きを行うことにより、固定金型４１と可動金型４２とが離間する。この結果、固定両型４１と可動金型４２間から樹脂成形品としてのレンズＯＬを取り出すことができる。
【００４３】
図５（Ａ）は、図２（Ｂ）に示すスペーサ２４の変形例を説明する平面図であり、図５（Ｂ）は、変形例のスペーサの側方断面図である。図５に示すスペーサ１２４の場合、ＡＢ方向の一方側である周辺領域Ａ１のみに、薄膜部３１を局所的に形成している。この場合も、残りの領域Ａ３の表面１３０ａとの境界において、段差２４ｓが形成されている。図示のスペーサ１２４の場合、薄膜部３１が軸ＡＸを挟んで非対称的に形成されることになる。つまり、スペーサ１２４の表面２４ｅとコア部２１の裏面２１ｆとの間に形成される空隙ＧＡも、軸ＡＸを挟んで非対称的に配置される。このようなスペーサ１２４を用いることにより、固定部材２３の締め付けによりコア部２１はＡＢ方向について変形させるとともにコア部２１の本体部分２１ａを軸ＡＸに対して傾けることができ、非点収差量のみならずコマ収差の調整が可能になる。
【００４４】
なお、図５（Ａ）等に示す例では、スペーサ１２４の表面２４ｅのうち片側の領域のみに薄膜部３１を形成している。つまり、軸ＡＸを挟んで片側の領域のみに薄膜部を形成することにより図２（Ａ）のコア部２１の本体部分２１ａを軸ＡＸに対して傾けることができる。また、図２（Ｂ）に示す薄膜部３１，３２において膜厚差を設けることによっても、本体部分２１ａを撓ませかつ傾けることができる。
【００４５】
なお、以上の説明では、スペーサ２４，１２４の表面２４ｅ側にのみ薄膜部３１，３２を形成しているが、スペーサ２４，１２４の裏面２４ｆに薄膜部３１，３２を形成することもできる。
【００４６】
図６は、図１、図４等に示す成形金型４０の変形例を示す。この場合、固定金型４１のコアユニット５１の表面２１ｅは、型板５３の端面５３ａよりも微小量後退した状態となっている。また、可動金型４２のコアユニット６１の表面６１ｅも、型板６３の端面６３ａよりも微小量後退した状態となっている。結果的に、型締めに際して、固定側のコアユニット５１の表面２１ｅと、可動側のコアユニット６１の表面６１ｅとが干渉することが回避されている。なお、図面では誇張しているが、表面２１ｅ，６１ｅの突出量はミクロンオーダーである。また、固定金型４１のコアユニット５１の表面２１ｅと可動金型４２のコアユニット６１の表面６１ｅの両方を型板端面よりも後退させるのではなく、一方を型板の端面よりも微小量突出させ、他方をその突出量よりも大きく後退させるようにしても良い。
【００４７】
以上のように、本実施形態の成形金型によれば、コア部２１から支持部材２２にかけて配置される接続面（例えば、スペーサ２４の表面２４ｅとコア部２１の裏面２１ｆとの間）に局所的な空隙ＧＡを設けているので、かかる空隙ＧＡを利用してコア部２１を撓み変形させることができ、固定部材２３による締め付け状態を利用してコア部２１の弾性的な歪み量又は撓み量を調整できる。よって、光学面転写面である光学面形成面５６ａ等の非点収差の方向や量を微調整することができる。つまり、コア部２１を再度作製することなく、光学面転写面である光学面形成面５６ａ等の非点収差の方向や量を事後的に調整することができる。
【００４８】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態に係る成形金型とこれを用いた光学素子の製造方法とについて、図面を参照しつつ説明する。なお、第２実施形態に係る成形金型や製造方法は、第１実施形態を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様であるものとする。
【００４９】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、第２実施形態の場合、コアユニット５１のコア部２２１に設けた本体部分２１ａの裏面２２１ｆ側において、軸ＡＸを挟んでＡＢ方向に関して対向する領域に、薄膜部２３１，２３２が形成されている。なお、スペーサ２２４は、第１実施形態のコアユニット５１におけるスペーサ２４と同様の構造を有するが、薄膜部３１，３２を有していない。
【００５０】
本実施形態において、コア部２２１に対する固定部材２３のねじ締め量を増すと、軸ＡＸを挟んでＡＢ方向に関して対向する領域に薄膜部２３１，２３２が形成されているので、軸ＡＸに近い中央側で、コア部２２１の裏面２２１ｆがスペーサ２２４の表面２２４ｅに近づいて空隙ＧＡが狭くなる。この際、薄膜部２３１，２３２がＡＢ方向に関して対称に設けられているため、固定部材２３の締め付けによって、コア部２２１の本体部分２１ａは、ＡＢ方向に関して弾性的に歪み変形するが、ＡＢ方向に垂直なＣＤ方向に関して殆ど歪みを形成しない。このように、互いに垂直な２方向でコア部２２１の歪み量が異なるので、その表面２１ｅすなわち光学面形成面５６ａに非点収差を発生させることができる。
【００５１】
なお、コア部２２１において、薄膜部２３１，２３２のうち一方のみを設けることができ、両薄膜部２３１，２３２の厚みを異なるものとできる。
【００５２】
〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態に係る成形金型とこれを用いた光学素子の製造方法とについて、図面を参照しつつ説明する。なお、第３実施形態に係る成形金型や製造方法は、第１実施形態を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態や第２実施形態と同様であるものとする。
【００５３】
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、第３実施形態の場合、コアユニット５１の支持部材３２２の表面３２２ｅ側において、軸ＡＸを挟んでＡＢ方向に関して対向する領域に、薄膜部３３１，３３２が形成されている。なお、スペーサ２２４は、第１実施形態のコアユニット５１におけるスペーサ２４と同様の構造を有するが、第２実施形態と同様に薄膜部３１，３２を有していない。
【００５４】
本実施形態において、コア部２１に対する固定部材２３のねじ締め量を増すと、軸ＡＸを挟んでＡＢ方向に関して対向する領域に薄膜部３３１，３３２が形成されているので、軸ＡＸに近い中央側でスペーサ２２４の裏面２４ｆが支持部材３２２の表面３２２ｅに近づいて空隙ＧＡが狭くなる。この際、薄膜部３３１，３３２がＡＢ方向に関して対称に設けられているため、固定部材２３の締め付けによって、スペーサ２２４とコア部２１の本体部分２１ａとは、ＡＢ方向に関して弾性的に歪み変形するが、ＡＢ方向に垂直なＣＤ方向に関して殆ど歪みを形成しない。このように、互いに垂直な２方向でコア部２１の歪み量が異なるので、その表面２１ｅすなわち光学面形成面５６ａに非点収差を発生させることができる。
【００５５】
なお、支持部材３２２において、薄膜部３３１，３３２のうち一方のみを設けることができ、両薄膜部３３１，３３２の厚みを異なるものとできる。
【００５６】
〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態に係る成形金型とこれを用いた光学素子の製造方法とについて、図面を参照しつつ説明する。なお、第４実施形態に係る成形金型や製造方法は、第１実施形態を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様であるものとする。
【００５７】
図９（Ａ）に示すように、第４実施形態のコアユニット４５１は、コア部４２１と、支持部材４２２と、２本の固定部材２３と、スペーサ４２４とを有する。
【００５８】
コア部４２１は、円板状の部材であり、その裏面２１ｆは、コアユニット４５１として組み立てた状態でスペーサ４２４の表面２４ｅの一部と当接する接続面となっている。コア部４２１は、軸ＡＸを挟んでＡＢ方向に離間する一対のネジ穴２１ｃを有しており、固定部材２３の先端に設けたネジ部２３ｂと螺合することで、コア部２１と固定部材２３とのねじ締めによる締結を可能にしている。
【００５９】
支持部材４２２は、円柱状の部材であり、その表面２２ｅは、コアユニット４５１として組み立てた状態でスペーサ４２４の裏面２４ｆと当接する接続面となっている。支持部材４２２は、軸ＡＸを挟んでＡＢ方向に離間する一対の貫通孔２２ｃを有している。両貫通孔２２ｃは、根元側でより直径の大きな貫通孔２２ｄとなっている。ここで、先端側の貫通孔２２ｃは、固定部材２３の先端に設けたネジ部２３ｂを通すことができるようになっており、根元側の貫通孔２２ｄは、固定部材２３の本体部分２３ａを通すことができるようになっている。なお、貫通孔２２ｃと貫通孔２２ｄとの境界の段差によって本体部分２３ａの先端を係止しており、固定部材２３の先端側への移動を阻止している。
【００６０】
スペーサ４２４は、図９（Ｂ）にも示すように、円板状の外形を有し、スペーサ４２４の表面２４ｅの一部は、コアユニット４５１として組み立てた状態でコア部４２１の裏面２１ｆと当接する接続面となっている。また、スペーサ４２４の裏面２４ｆは、コアユニット４５１として組み立てた状態で支持部材４２２の表面２２ｅと当接する接続面となっている。スペーサ４２４は、軸ＡＸを挟んでＡＢ方向に離間する一対の貫通孔２４ｃを有している。スペーサ２２４は、均一な厚みの本体２４ａと、その表側に局所的に形成された薄膜部４３１とを有する。薄膜部４３１は、軸ＡＸの周辺の中央領域からＣＤ方向に延びており、薄膜部４３１のＡＢ方向の端部には、一対の段差２４ｓが形成されている。薄膜部４３１は、軸ＡＸを挟んで対称的に形成される。つまり、スペーサ２４の表面２４ｅとコア部２１の裏面２１ｆとの間に形成される空隙ＧＡも、軸ＡＸを挟んで対称的に配置される。
【００６１】
本実施形態において、コア部４２１に対する一対の固定部材２３のねじ締め量を増すと、軸ＡＸを通ってＡＢ方向に延びる領域に薄膜部４３１が形成されているので、軸ＡＸからＡＢ方向に離れた周辺側でスペーサ４２４の裏面２４ｆが支持部材４２２の表面２２ｅに近づいて空隙ＧＡが狭くなる。この際、薄膜部４３１がＡＢ方向に関して対称に設けられているため、一対の固定部材２３の締め付けによって、コア部４２１は、ＡＢ方向に関して弾性的に歪み変形するが、ＡＢ方向に垂直なＣＤ方向に関して殆ど歪みを形成しない。このように、互いに垂直な２方向でコア部４２１の歪み量が異なるので、その表面２１ｅすなわち光学面形成面５６ａに非点収差を発生させることができる。
【００６２】
以上の説明では、スペーサ４２４の表面２４ｅに薄膜部４３１を設けているが、スペーサ４２４の裏面２４ｆにおいて、その中央からＣＤ方向に延びる薄膜部４３１を設けることもできる。さらに、コア部４２１の裏面２１ｆや支持部材４２２の表面２２ｅにおいて、その中央からＣＤ方向に延びる薄膜部４３１を設けることもできる。
【００６３】
〔第５実施形態〕
以下、本発明の第５実施形態に係る成形金型とこれを用いた光学素子の製造方法とについて、図面を参照しつつ説明する。なお、第５実施形態に係る成形金型や製造方法は、第１実施形態を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様であるものとする。
【００６４】
図１０に示すように、第５実施形態の成形金型５４０において、固定金型４１のコアユニット５１の表面２１ｅは、型板５３の端面５３ａよりも微小量突出した状態となっている。また、可動金型４２のコアユニット６１の表面６１ｅは、型板６３の端面６３ａよりも微小量突出した状態となっている。なお、図面では誇張しているが、表面２１ｅ，６１ｅの突出量はミクロンオーダーである。
【００６５】
本実施形態の場合、固定部材２３は、コア部２１を支持部材２２に固定するだけであり、コア部２１を変形させるような強い力で締め付けない。
【００６６】
図１１（Ａ）に示すように、固定金型４１と可動金型４２とを接触させる型閉じを行うと、コアユニット５１の表面２１ｅとコアユニット６１の表面６１ｅとが最初に接触する。
【００６７】
その後、図１１（Ｂ）に示すように、固定金型４１と可動金型４２とを必要な圧力で締め付ける型締めを行うと、固定金型４１の端面５３ａと可動金型４２の端面６３ａとが密着する。この際、固定側のコアユニット５１の表面２１ｅは、コア部２１が微量の撓み変形を許容する形状であることから型締め力の影響で変形する。つまり、コア部２１の表面２１ｅの光学面形成面５６ａに対して非点収差の要因となる変形を与えることができる。この際、可動側のコアユニット６１の表面６１ｅも、型締め力の影響でコアユニット５１の表面２１ｅに倣って変形する。なお、可動金型４２にコアユニット５１と同様であるが反転した微量の撓み変形を許容する機構を設けておけば、コアユニット６１の表面６１ｅの変形がより容易になる。
【００６８】
コアユニット５１の表面２１ｅの変形量の調整は、コアユニット５１の型板５３からの突出量の調整によって可能になる。具体的には、コアユニット５１に組み込んだスペーサ２４を異なる段差を持つものに交換等することによって、コアユニット５１の表面２１ｅの変形を増減調整することができる。
【００６９】
以上のように、第５実施形態に係る成形金型５４０によれば、コア部２１及び固定部材２３を有するコアユニット５１を埋め込んだ型板５３を有する固定金型４１と、固定金型４１に対向する可動金型４２とを型締めすることによって型空間であるキャビティＣＶを形成する際に、光学面転写面である光学面形成面５６ａ等を変形させる。この場合、金型４１，４２相互の型締め状態や空隙ＧＡのサイズ等を利用してコア部２１の歪み量又は撓み量を調整できる。
【００７０】
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記第１〜第４実施形態では、固定部材２３のねじ締め量を調整することによって、コア部２１，２２１，４２１の表面２１ｅを撓み変形させているが、バネを併用して歪み量又は撓み量を調整することもできる。具体的には、固定部材２３と支持部材２２，３２２，４２２等との間に皿バネを配置して皿バネのバネ係数を変化させることによっても、コア部２１，２２１，４２１の表面２１ｅの変形量を適宜増減させることができる。
【００７１】
また、スペーサ２４等に形成される薄膜部３１，３２の形状は、弓形に限らず、帯状（図１２（Ａ）参照）、矩形状（図１２（Ｂ）参照）とすることができる。
【００７２】
以上では、薄膜部３１，３２等によって段差２４ｓを形成しているが、かかる薄膜部３１，３２によらないで段差２４ｓを形成することもできる。具体的には、例えばスペーサ２４等の表面にドライ又はウエットエッチングを施すことによっても、同様の段差２４ｓを形成することができる。さらに、表面に機械加工を施すことによっても、同様の段差２４ｓを形成することができる。ここで、段差２４ｓは、必ずしも階段側面を有する明確なものに限らず、緩やかに厚み変化が生じているようなものを含むものとする。
【００７３】
以上では、スペーサ２４とスペーサ１２４とを単独で使用することを前提として説明したが、スペーサ２４とスペーサ１２４と組み合わせて使用することができ、この場合、コア部２１，４２１の撓みや傾斜を多様に調整することができる。また、第２実施形態や第３実施形態のようにコア部２２１の裏面や支持部材３２２の表面に薄膜部を形成した場合は、スペーサ２４を省略してもよい。
【００７４】
固定金型４１及び可動金型４２で構成される射出成形金型に設けるキャビティＣＶの形状は、図示のものに限らず、様々な形状とすることができる。すなわち、コアユニット５１，６１等によって形成されるキャビティＣＶの形状は、単なる例示であり、レンズＯＬの用途等に応じて適宜変更することができる。上記実施形態では、コアユニット５１の方に比較的浅い凹面である光学面形成面５６ａが設けられ、コアユニット６１の方に比較的深い凹面である光学面形成面６６ａが設けられているが、コアユニット５１の方に比較的深い凹面である光学面形成面を設け、コアユニット６１の方に比較的浅い凹面である光学面形成面を設けてもよい。このようにすることにより、レンズＯＬの光学面Ｓｂが光学面Ｓａより先に離型されることになり、光学面Ｓｂが比較的あたたかな状態で光学面形成面から離型されることになる。そのため、光学面Ｓｂに微細な回折構造が付与されているようなレンズにおいて、レンズ冷却によって回折構造が光学面形成面にくいつき、離型抵抗が大きくなることを防止出来るため、離型時の回折構造の変形を防止でき、所望の回折構造を有するレンズを得ることが出来る。
【００７５】
また、上記第１〜第４実施形態は、主に固定金型４１の説明であったが、可動金型４２のコアユニット６１を固定金型４１のコアユニット５１と同様の構造を有するものとできる。また、スペーサを可動金型４２の方に設置してもよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、支持部材２２やスペーサ２４は円板状の外形であったが、四角状の外形であってもよい。
【符号の説明】
【００７７】
２１  コア部
２１ａ  本体部分
２１ｂ  軸部分
２２  支持部材
２３  固定部材
２３ａ  本体部分
２３ｂ  ネジ部
２４，１２４  スペーサ
２４ｓ  段差
３１，３２  薄膜部
３１ａ，３２ａ  表面
４０  成形金型
４１  固定金型
４２  可動金型
５１，６１  コアユニット
５３，６３  型板
５３ａ，６３ａ  端面
５４，６４  取付板
５６ａ，６６ａ  光学面形成面
Ａ０  中央領域
Ａ１，Ａ２  周辺領域
ＡＸ  軸
ＣＶ  キャビティ
ＧＡ  空隙
ＯＬ  レンズ
ＰＬ  パーティングライン
【図１】
2011122201.tif 000003
【図２】
2011122201.tif 000004
【図３】
2011122201.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2011122201.tif 000008
【図７】
2011122201.tif 000009
【図８】
2011122201.tif 000010
【図９】
2011122201.tif 000011
【図１０】
2011122201.tif 000012
【図１１】
2011122201.tif 000013
【図１２】
2011122201.tif 000014
【国際調査報告】
2011122201.tif 000015
2011122201.tif 000016
2011122201.tif 000017
2011122201.tif 000018
2011122201.tif 000019
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